Question

（2013?佛山）劉爽對風力發(fā)電進行研究，了解到當風速在v₂和v₄之間，風車可以帶動發(fā)電機發(fā)電，某段時間內(nèi)甲、乙、丙、丁四個風力發(fā)電站風速與時間關(guān)系如圖所示．

（1）根據(jù)圖象請判斷該段時間內(nèi)哪個風力發(fā)電站效能最大？
（2）如圖所示為風力發(fā)電機的控制電路，只有發(fā)電機與風車離合器有電流通過時，風車才能帶動發(fā)電機發(fā)電，當風速分別為v₁、v₂、v₃、v₄時，檔風板帶動金屬滑片P分別和下金屬導軌及AE滑道上的A、B、C、D點接觸，
①判斷AE滑道哪段導電并簡單說明理由？
②完成下列控制電路圖．

（3）丙發(fā)電站有N臺風車，每臺風車車葉轉(zhuǎn)動時可形成半徑為r的圓面，當風速在v₂和v₄之間時，風車每平方米葉片在t₀時間內(nèi)接收到的風能為w₀，如果風車能將10%的風能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔�，求�?br />①每臺發(fā)電機平均功率p₀；
②發(fā)電站在0～t₄時間內(nèi)總發(fā)電量W．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)發(fā)電條件，分析圖象然后答題．
（2）當電路閉合時，離合器有電流流過，根據(jù)發(fā)電條件分析圖示然后答題、連接電路圖．
（3）求出風車的面積，求出風車獲得的風能，然后求出風車的發(fā)電功率與發(fā)電量．

解答：解：（1）由各圖象可知，丙圖象中風速在v₂和v₄之間時間最長，則丙的風力發(fā)電站效能最大．
（2）①風速在v₂和v₄之間發(fā)電，當風速分別為v₂、v₄時，P分別B、D點接觸，此時發(fā)電，因此BD間導電．
②把電源、離合器、滑動變阻器、導軌組成串聯(lián)電路，電路圖如圖所示．
（3）①風車車葉轉(zhuǎn)動時圓面的面積S=πr²，每臺發(fā)電機平均功率P₀=

W

t

=

W0Sη

t

=

W0πr2η

t0

；
②由圖丙可知，發(fā)電時間為t=t₄-t₁，發(fā)電站在0～t₄時間內(nèi)總發(fā)電量W=NP₀t=

Nπη(t4-t1)r2W0

t0

；
答：（1）丙風力發(fā)電站效能最大．
（2）①AE滑道BD導電，因為在此段由電流流過離合器．
②電路圖如圖所示．
（3）①每臺發(fā)電機平均功率為

W0πr2η

t0

；
②發(fā)電站在0～t₄時間內(nèi)總發(fā)電量為

Nπη(t4-t1)r2W0

t0

．

點評：認真審題、充分理解題意，從題目中獲取所需信息，認真分析圖象、電路圖即可正確解題，本題有一定的難度．